CN107352921A - 一种快速成膜节能环保机喷精装修砂浆的制备与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种快速成膜节能环保机喷精装修砂浆的制备与应用，制备方法为：将固体相变材料和液体相变材料混合，加热融化，加入抗氧化剂和吸附材料，吸附饱和后，与导热助剂和成膜剂混合均匀，固化成型，冷却至室温，得到固液相变材料；将白水泥、硅藻土、乳化剂、环氧化聚丁二烯、石膏和固液相变材料，加入到水中，混合均匀，固化成型，拆模，养护28天，得到快速成膜节能环保机喷精装修砂浆。本发明制备的精装修砂浆中变相材料含量高，储能效果优异，导热性好，与砂浆的分散性好，恒温效果好，而且含有环氧改性聚丁二烯聚合物的快速成膜性能优异，还具有防水防腐蚀，因此，本发明制备的精装修砂浆绿色恒温，节能耐用，安全环保。

Description

一种快速成膜节能环保机喷精装修砂浆的制备与应用
技术领域
本发明属于相变砂浆材料技术领域，具体涉及一种快速成膜节能环保机喷精装修砂浆的制备与应用。
背景技术
随着新型建筑材料的不断发展，轻质高效保温隔热材料在建筑屋顶和墙体材料的运用越来越多。相变材料是利用相态变化时的潜热来实现热量的储存、转化和利用的物质，可以用很小的体积储存很多的热能而且在吸热和放热过程中保持温度基本不变，可以使室内墙体或者建筑屋顶保持一个相对恒定的温度，令室内保持良好的热舒适温度。人体舒适的温度为20-25℃，因此需要在墙体和屋顶中添加相变温度适宜的相变材料，如硬脂酸甲酯、硬脂酸丁酯、棕搁酸甲酯及其他们的混合物等，然而，相变材料直接掺入砂浆的效果并不理想，存在导热性能差、化学性能不稳定、有污染、存在可燃性等问题。
相变材料的胶囊化是解决单一相变材料缺陷的主要途径，利用成膜材料把固体或液体相变材料包覆形成微粒复合相变材料，成膜材料也称为壁材能有效解决相变材料的泄露、相分离以及腐蚀等问题，同时增大了传热面积，防止相变物质与周围环境的反应，控制了相变时提及变化，提高了相变材料的使用效率。中国专利CN104817302B公开的相变微胶囊自调温GRC干粉砂浆面层材料，该干粉砂浆面层材料包括白水泥、石英砂、改性相变微胶囊、可再分散性乳胶粉、粉体减水剂、活性材料、纤维素醚、抗裂纤维和无机色粉，其中改性相变微胶囊由市售相变微胶囊、白水泥、水和碳纤维组成，粉体减水剂为聚羧酸减水剂、三聚氰胺减水剂和萘系减水剂，活性材料为粉煤灰、硅灰、微硅粉、火山灰、偏高岭土、矿粉、硅灰石和针状硅灰石，抗裂纤维为高分散性玻璃纤维、聚丙烯纤维和碳纤维，但是并未对可再分散性乳胶粉的品种做出限定，该方法制备的干粉砂浆面层中相变微胶囊表面包覆一层水泥材料，使相变微胶囊具有坚硬的外层，碳纤维的存在也可以提高相变微胶囊外壁的大热性能，因此将机械性能和导热性能优良的相变微胶囊加入到砂浆中，可以赋予建筑物很好的自动调温功能。中国专利CN103641391B公开的一种含有石蜡微胶囊聚苯颗粒保温砂浆，该保温砂浆包括水泥、石英砂、聚苯颗粒、石蜡微胶囊、硅烷偶联剂kh560、水玻璃、木质素磺酸钙、玻璃纤维、壳聚糖、渗透结晶型防水剂、木质素磺酸钠、硅酸钠、铁尾砂、碳酸钠、三乙醇胺、改性凹凸棒土、重晶石、重质碳酸钙、尿素、当归油和氢氧化钙，其中改性凹凸棒土是经阳离子聚丙烯酰胺改性的凹凸棒土，以提高凹凸棒土与其他原料的相容性能。由上述现有技术可知，目前将相变微胶囊加入到砂浆中，多是利用单一的相变材料，且砂浆的成膜性方面考虑的也并不多。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种快速成膜节能环保机喷精装修砂浆的制备与应用，本发明将液态相变材料与固态相变材料相结合，添加碳导热剂和成膜剂作为相变材料，再与白水泥、硅藻土、乳化剂、环氧化聚丁二烯和石膏复合形成快速成膜节能环保机喷精装修砂浆。本发明制备的精装修砂浆中变相材料含量高，储能效果优异，导热性好，与砂浆的分散性好，恒温效果好，而且含有环氧改性聚丁二烯聚合物的快速成膜性能优异，还具有防水防腐蚀，因此，本发明制备的精装修砂浆绿色恒温，节能耐用，安全环保。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种快速成膜节能环保机喷精装修砂浆的制备方法，包括以下步骤：
(1)将固体相变材料和液体相变材料混合，加热融化，加入抗氧化剂和吸附材料，吸附饱和后，与导热助剂和成膜剂混合均匀，固化成型，冷却至室温，得到固液相变材料；
(2)按重量份计，将白水泥150-200份、硅藻土120-150份、乳化剂10-20份、环氧化聚丁二烯50-80份、石膏100-150份和步骤(1)制备的固液相变材料160-180份，加入到250-400份水中，混合均匀，固化成型，拆模，养护28天，得到快速成膜节能环保机喷精装修砂浆。
作为上述技术方案的优选，所述步骤(1)中，液体相变材料为饱和脂肪酸、癸酸、硬脂酸或者液态石蜡中的一种或者几种，固体相变材料为季戊四醇颗粒、高密度聚乙烯颗粒或者切片石蜡中的一种或者几种。
作为上述技术方案的优选，所述步骤(1)中，液体相变材料与固体相变材料的质量百分比为30-70％:70-30％，总量为100％。
作为上述技术方案的优选，所述步骤(1)中，吸附剂为陶粒或者硅藻土，导热助剂为多孔石墨片或者碳短纤维，成膜剂为聚丁二烯改性的环氧树脂。
作为上述技术方案的优选，所述步骤(1)中，成膜剂与吸附剂的质量比为1：1.8-2。
作为上述技术方案的优选，所述步骤(1)中，加热融化的温度为170-190℃。
作为上述技术方案的优选，所述步骤(1)中，吸附的温度为80-90℃，时间为6-8h。
作为上述技术方案的优选，所述步骤(2)中，乳化剂为非离子型乳化剂。
作为上述技术方案的优选，所述步骤(2)中，环氧化聚丁二烯的分子量为1800-2300，环氧氧量为7-8％。
本发明还公开了一种快速成膜节能环保机喷精装修砂浆的应用，快速成膜节能环保机喷精装修砂浆应用于精装修的外墙保温和屋顶节能。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明制备的快速成膜节能环保机喷精装修砂浆中含有相变材料，该相变材料为固液相变材料，液体相变材料为饱和脂肪酸、癸酸、硬脂酸或者液态石蜡中的一种或者几种，固体相变材料为季戊四醇颗粒、高密度聚乙烯颗粒或者切片石蜡中的一种或者几种，固态相变材料与液态相变材料具有良好相容性，首先固态相变材料形成良好的三维交联网络将液态相变材料包覆其中，使固液相变材料的相变性能稳定均一，然后多孔石墨片或者碳短纤维导热材料再次形成多孔或者网络结构提高固液相变材料之间的粘合力，而且还可以提高固液相变材料导热的性能，更有利于热量的吸收和释放，此外固液相变材料中含有的抗氧化剂可防止固液相变材料热氧化裂解，提高相变材料的稳定性能，最后再利用环氧树脂包覆提高相变材料的柔韧性、耐冲击性和与其他原料的相容性，有利于相变微胶囊的均匀分散。
(2)本发明制备的快速成膜节能环保机喷精装修砂浆中还含有环氧化聚丁二烯，聚丁二烯的结构单一，极性低，含有大量的不饱和双键，将聚丁二烯经环氧化改性后生成的环氧化聚丁二烯由于具有脂肪腱结构，分子链上有活泼双键等特点，具有良好的柔韧性、耐腐蚀性、高泳透力与良好的漆膜性能，并且固化成膜时没有副产物产生，可以使砂浆具有快速成膜性、耐水耐腐蚀性能，而且相变材料的表面经聚丁二烯改性的环氧树脂包覆，使相变材料与环氧丁二烯具有一定的亲和性，促进相变材料在砂浆中的均匀分布，实现砂浆性能的稳定。
(3)本发明制备的快速成膜节能环保机喷精装修砂浆制备方法简单，固液相变材料的恒温性能优异，储存热量多，且多次相变循环后质量变化不大，质量损失率很小，变化率小，热物性稳定，砂浆不仅可以提高建筑物的舒适性还能提高能源利用率，特别适合应用于精装修的外墙保温和屋顶节能。
具体实施方式
下面将结合具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
实施例1：
(1)将季戊四醇颗粒固体相变材料和饱和脂肪酸液体相变材料按照质量百分比为30％:70％混合，在170℃下加热融化，加入抗氧化剂和陶粒吸附材料，在80℃下吸附6h至饱和后，按照成膜剂与吸附剂的质量比为1：1.8，加入多孔石墨片导热助剂和聚丁二烯改性的环氧树脂成膜剂，混合均匀，固化成型，冷却至室温，得到固液相变材料。
(2)按重量份计，将白水泥150份、硅藻土120份、非离子型乳化剂10份、分子量为1800-2300，环氧氧量为7-8％的环氧化聚丁二烯50份、石膏100份和固液相变材料160份，加入到250份水中，混合均匀，固化成型，拆模，养护28天，得到快速成膜节能环保机喷精装修砂浆。
实施例2：
(1)将高密度聚乙烯颗粒固体相变材料和癸酸液体相变材料按照质量百分比为70％:30％混合，在190℃下加热融化，加入抗氧化剂和硅藻土吸附材料，在90℃下吸附8h至饱和后，按照成膜剂与吸附剂的质量比为1：2，加入碳短纤维导热助剂和聚丁二烯改性的环氧树脂成膜剂，混合均匀，固化成型，冷却至室温，得到固液相变材料。
(2)按重量份计，将白水泥200份、硅藻土150份、非离子型乳化剂20份、分子量为1800-2300，环氧氧量为7-8％的环氧化聚丁二烯80份、石膏150份和固液相变材料180份，加入到400份水中，混合均匀，固化成型，拆模，养护28天，得到快速成膜节能环保机喷精装修砂浆。
实施例3：
(1)将切片石蜡固体相变材料和硬脂酸液体相变材料按照质量百分比为45％:55％混合，在180℃下加热融化，加入抗氧化剂和陶粒吸附材料，在85℃下吸附7h至饱和后，按照成膜剂与吸附剂的质量比为1：1.9，加入碳短纤维导热助剂和聚丁二烯改性的环氧树脂成膜剂，混合均匀，固化成型，冷却至室温，得到固液相变材料。
(2)按重量份计，将白水泥180份、硅藻土140份、非离子型乳化剂15份、分子量为1800-2300，环氧氧量为7-8％的环氧化聚丁二烯60份、石膏130份和固液相变材料170份，加入到300份水中，混合均匀，固化成型，拆模，养护28天，得到快速成膜节能环保机喷精装修砂浆。
实施例4：
(1)将切片石蜡固体相变材料和液态石蜡液体相变材料按照质量百分比为60％:40％混合，在190℃下加热融化，加入抗氧化剂和陶粒吸附材料，在85℃下吸附7h至饱和后，按照成膜剂与吸附剂的质量比为1：1.9，加入碳短纤维导热助剂和聚丁二烯改性的环氧树脂成膜剂，混合均匀，固化成型，冷却至室温，得到固液相变材料。
(2)按重量份计，将白水泥200份、硅藻土120份、非离子型乳化剂20份、分子量为1800-2300，环氧氧量为7-8％的环氧化聚丁二烯50份、石膏150份和固液相变材料160份，加入到400份水中，混合均匀，固化成型，拆模，养护28天，得到快速成膜节能环保机喷精装修砂浆。
实施例5：
(1)将高密度聚乙烯颗粒固体相变材料和液态石蜡液体相变材料按照质量百分比为65％:35％混合，在180℃下加热融化，加入抗氧化剂和陶粒吸附材料，在80℃下吸附7h至饱和后，按照成膜剂与吸附剂的质量比为1：2，加入多孔石墨片导热助剂和聚丁二烯改性的环氧树脂成膜剂，混合均匀，固化成型，冷却至室温，得到固液相变材料。
(2)按重量份计，将白水泥160份、硅藻土140份、非离子型乳化剂15份、分子量为1800-2300，环氧氧量为7-8％的环氧化聚丁二烯65份、石膏140份和固液相变材料160份，加入到300份水中，混合均匀，固化成型，拆模，养护28天，得到快速成膜节能环保机喷精装修砂浆。
实施例6：
(1)将季戊四醇颗粒和切片石蜡固体相变材料和饱和脂肪酸和硬脂酸液体相变材料按照质量百分比为50％:50％混合，在190℃下加热融化，加入抗氧化剂和陶粒吸附材料，在80℃下吸附8h至饱和后，按照成膜剂与吸附剂的质量比为1：1.8，加入碳短纤维导热助剂和聚丁二烯改性的环氧树脂成膜剂，混合均匀，固化成型，冷却至室温，得到固液相变材料。
(2)按重量份计，将白水泥170份、硅藻土140份、非离子型乳化剂10份、分子量为1800-2300，环氧氧量为7-8％的环氧化聚丁二烯70份、石膏120份和固液相变材料170份，加入到350份水中，混合均匀，固化成型，拆模，养护28天，得到快速成膜节能环保机喷精装修砂浆。
经检测，实施例1-6制备的快速成膜节能环保机喷精装修砂浆与现有技术的相变砂浆的抗压强度、的结果如下所示：
由上表可见，本发明制备的快速成膜节能环保机喷精装修砂浆的机械强度好，密度高，恒温蓄热性能优异，且成膜性好，粘合性好，不容易分层脱落，防水耐腐。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种快速成膜节能环保机喷精装修砂浆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将固体相变材料和液体相变材料混合，加热融化，加入抗氧化剂和吸附材料，吸附饱和后，与导热助剂和成膜剂混合均匀，固化成型，冷却至室温，得到固液相变材料；
(2)按重量份计，将白水泥150-200份、硅藻土120-150份、乳化剂10-20份、环氧化聚丁二烯50-80份、石膏100-150份和步骤(1)制备的固液相变材料160-180份，加入到250-400份水中，混合均匀，固化成型，拆模，养护28天，得到快速成膜节能环保机喷精装修砂浆。
2.根据权利要求1所述的一种快速成膜节能环保机喷精装修砂浆的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，液体相变材料为饱和脂肪酸、癸酸、硬脂酸或者液态石蜡中的一种或者几种，固体相变材料为季戊四醇颗粒、高密度聚乙烯颗粒或者切片石蜡中的一种或者几种。
3.根据权利要求1所述的一种快速成膜节能环保机喷精装修砂浆的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，液体相变材料与固体相变材料的质量百分比为30-70％:70-30％，总量为100％。
4.根据权利要求1所述的一种快速成膜节能环保机喷精装修砂浆的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，吸附剂为陶粒或者硅藻土，导热助剂为多孔石墨片或者碳短纤维，成膜剂为聚丁二烯改性的环氧树脂。
5.根据权利要求1所述的一种快速成膜节能环保机喷精装修砂浆的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，成膜剂与吸附剂的质量比为1：1.8-2。
6.根据权利要求1所述的一种快速成膜节能环保机喷精装修砂浆的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，加热融化的温度为170-190℃。
7.根据权利要求1所述的一种快速成膜节能环保机喷精装修砂浆的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，吸附的温度为80-90℃，时间为6-8h。
8.根据权利要求1所述的一种快速成膜节能环保机喷精装修砂浆的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，乳化剂为非离子型乳化剂。
9.根据权利要求1所述的一种快速成膜节能环保机喷精装修砂浆的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，环氧化聚丁二烯的分子量为1800-2300，环氧氧量为7-8％。
10.一种快速成膜节能环保机喷精装修砂浆的应用，其特征在于：快速成膜节能环保机喷精装修砂浆应用于精装修的外墙保温和屋顶节能。
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